lekziya 1_2

Дисциплина «Методы и
средства автоматизации
профессиональной
деятельности»
Лектор
Доцент каф. «Электропривод и
электрооборудование»
Бурулько Лев Кириллович
Распределение учебного
времени.
Лекций – 16 часа;
Лабораторных
работ
(практических
занятий) – 48 часов;
Всего аудиторных занятий – 64 часа;
Самостоятельная работа – 80 часа.
Всего по дисциплине – 144 часа.
Итоговая аттестация – диф.зачет
Перечень работ
1. Семь лабораторных работ;
2. Две конференц-недели;
на первой конференц-неделе –
контрольная работа, (9 неделя)
на второй конференц-неделе – сдать
индивидуальное задание (17 неделя)
18 неделя – подготовка и сдача зачета.
Рейтинг
1. Выполнение работы -1 балл;
2. Представление отчета оформленного по
требованиям ОСТ ТПУ - 2 балла, при
любом отступлении от ОСТ ТПУ – 0
баллов;
3. Защита отчета на «отлично» - 4 балла;
на «хорошо» - 3 балла; на
«удовлетворительно» -1 балл.
Итого максимум за работу – 7 баллов.
4. Контрольная работа – 2 балла;
5. Индивидуальное задание выполненное и
успешно защищено на:
«отлично» - 9 баллов;
«хорошо» - 7 баллов;
«удовлетворительно» - 3 балла;
6. Дополнительные от 1-10 баллов студент
может
заработать
при
выполнение
конкурсной
работы
или
отдельного
специального задания.
Итого за выполнение лабораторных работ
при посещение всех занятий студент
должен получить для допуска к зачету:
максимум - 60 баллов;
минимум для того, чтобы машина допустила
к зачету – 33 балла;
Для защиты лабораторных работ и
консультаций преподаватель, ведущий
занятия назначает в неурочное время –
часы консультаций.
Требования к студенту
• Студенты должны иметь навыки работы с
персональным компьютером.
• Основы знаний по информатике и
вычислительной технике
• Знать основы математического анализа,
• Иметь основы знаний по разделу курса
«Физики» Электромагнетизм и инженерной
и компьютерной графике.
Цель дисциплины
• Подготовка специалистов, владеющих
общими принципами и методами
автоматизации
инженерной
деятельности и имеющих навыки их
практического использования в области
электромеханики и энергетики
Темы лекционных занятий
1. Прикладной программный продукт
«Electronics Workbench»;
2. Программа Microsoft Excel;
3. Программа «ELCUT»;
4. Прикладная программа «Mathcad»;
5. Применение пакета «T-Flex CAD»;
6. Система автоматизированного
проектирования «P-CAD»;
7. Моделирование
в
системе
«MATLAB/Simulink».
Виды профессиональной
деятельности
• Конструкторская и технологическая;
• Организацинно-управленческая;
• Научно-исследовательская.
Адаптация к следующим видам
профессиональной деятельности:
• Монтажно-наладочные работы;
• Эксплуатационное и сервисное
обслуживание .
Учебно-методическое
обеспечение
• Учебники
и
учебные
пособия,
наименования которых приведены в
списке учебной литературы;
• Учебно-методические
пособия,
разработанные на кафедре ЭПЭО;
• Прикладное программное обеспечение:
MathCAD 200х; MatLAB; MS-Office Excel
200x; Electronics Workbench; P-CAD;
T-Flex CAD, ELCUT.
Учебники и учебные пособия
• В. Дьяконов MathCAD 2000: учебный
курс – СПб.: Питер, 2001. – 592 с.
• В. Дьяконов MatLAB 6: учебный курс –
СПб.: Питер, 2001. – 592 с.
• В. Дьяконов Simulink - 4: Специальный
справочник – СПб.: Питер, 2002. – 528
с.
• В. Рычков. Excel 2000. – С-Петербург.,
2004.- 230 с.
• А.С. Уваров. P-CAD 2002 и SPECCNRA.
Разработка печатных плат. – М.; «Солон
Р», 2003. – 544 с.
• В.Н.Арбузов Применение комплекса
программ ELCUT для решения задач
электростатики. – Москва, 2008. – 30 с.
• Д.И. Панфилов и др. Электротехника и
электроника
в
экспериментах
и
упражнениях: практикум на Electronics
Workbench: в 2 т. - М.: Додэка, 2000. – 288
с.
• С.В. Максимов, С.В. Протасова T-Flex
Начальный
курс.
Часть
I.
Параметрическое
черчение.г.
Северодвинск, 2008.- 71 c.
Учебно-методические пособия
кафедры ЭПЭО
• Глазырин А. С., Ляпунов Д. Ю., Слащёв И. В.,
Ляпушкин С. В. Методы и средства
автоматизации
профессиональной
деятельности. Учебное пособие. Часть 1. –
Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 156 с.
• Глазырин А. С., Ляпунов Д. Ю., Слащёв И. В.,
Ляпушкин С. В. Методы и средства
автоматизации
профессиональной
деятельности. Учебное пособие. Часть 2. –
Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 147 с.
• Мальцева О. П., Кояин Н.В., Удут Л.С.
Численные методы в электротехнике.
Компьютерный лабораторный
практикум. Томск, 2003. – 142 с.
• Слащёв И. В. Конструирование
печатных плат. Разработка
конструкторской документации: учебное
пособие / И. В. Слащёв.- Томск: Изд-во
Томского политехнического
университета, 2006. – 172 с.
Средства профессиональной
деятельности
• Это системы автоматизированного
проектирования (САПР), реализуемые с
помощью компьютерных технологий.
• Системы
САПР
позволяют
автоматизировать
этапы
функционального,
алгоритмического,
конструкторского
и технологического
проектирования.
Определение этапов
• Функциональное проектирование – это
разработка структурных, функциональных и
принципиальных схем технических систем.
• Алгоритмическое
проектирование
–
разработка алгоритмов функционирования
технических
систем,
и
программного
обеспечения для управления системой в
целом и ее отдельными блоками с помощью
ЭВМ и издание общего математического
обеспечения.
• Конструкторское проектирование –
выбор формы и материалов, подбор
унифицированных изделий, их
пространственное расположение и т.п.
• Технологическое проектирование –
разработка и создания технической
системы, реализующей требуемый
управляемый технологический процесс.
Методы профессиональной
деятельности
• Это
–
различные
методы
моделирования, с помощью которых
проектные процедуры сводятся:
к
расчету
и
проектированию
отдельных устройств и системы в целом,
- к анализу процессов в системах,
- к оптимизации устройств и систем и их
синтезу.
Современные компьютерные
технологии
• В настоящее время большое многообразие
различных программных продуктов позволяют
автоматизировать решение задач любого вида
деятельности.
• Для решения задач, связанных с анализом,
синтезом,
расчетом
и
проектированием
электромеханических
и
энергетических
системам, достаточно эффективно используют
такие прикладные программы как MathCAD,
MatLAB (приложение Simulink), Electronics
Workbench, Microsoft Оffice Еxcel, Elcut,
T-flex CAD, P-CAD.
Electronics Workbench
• Относится
к
интегрированным
программным
системам
схемотехнического моделирования;
• Позволяет создавать и редактировать
виртуальные модели принципиальных
электрических схем различных устройств;
• Позволяет рассчитать режимы работ
модели; их частотные характеристики и
переходные процессы;
• Позволяет провести оценку и анализ
модели;
наращивать
библиотеку
компонентов; представлять данные в
форме, удобной для дальнейшей
работы и разработке печатных плат;
подготовку
научно-технических
документов и т.д.
• Особенностью
системы
является
наличие
контрольно-измерительных
приборов, по внешнему виду и
характеристикам приближенных к их
промышленным аналогам
Excel
• Excel — это программа для работы с
электронными таблицами, входящая в состав
пакета Microsoft Office и предназначена для
математической обработки и визуализации
числовых массивов данных.
• С помощью Excel можно создавать и
форматировать книги, можно отслеживать
данные, разрабатывать модели анализа
данных, создавать формулы для вычислений
с этими данными, а также отображать их на
диаграммах различных видов.
ELCUT
• ELCUT - это мощный современный
комплекс программ для инженерного
моделирования
электромагнитных,
тепловых и механических задач методом
конечных элементов.
• ELCUT - это полноценное Windows
приложение, которое было разработано
специально для этой платформы и
полностью использует все преимущества
современных компьютеров
• ELCUT позволяет решать
задачи по
следующим темам:
– Электростатика;
–Электрическое поле переменных токов в
неидеальном диэлектрике;
– Растекание токов в проводящей среде;
– Линейная и нелинейная магнитостатика;
– Магнитное поле переменных токов (с учетом
вихревых токов);
– Нестационарное магнитное поле;
–Линейная и нелинейная, стационарная и
нестационарная теплопередача;
–Линейный
анализ
напряженнодеформированного состояния;
– Связанные задачи.
Система MathCAD
• Mathcad — прикладная программа для
выполнения
и
документирования
инженерных и научных расчётов.
• Она находит применение в сложных
проектах для визуализации результатов
математического
моделирования
с
использованием
распределённых
вычислений и традиционных языков
программирования.
Она позволяет выполнять:
Решение
дифференциальных
уравнений
различными численными методами;
Построение двух- и трёхмерных графиков
функций;
Выполнение
вычислений
в
символьном
режиме;
Выполнение
операций
с
векторами
и
матрицами;
Символьное решение систем уравнений;
Выполнение подпрограмм;
Интеграцию
с
системами
управления,
использующих результаты вычислений в
качестве управляющих параметров.
Система T-FLEX CAD
• Система T-FLEX CAD предназначена для
создания конструкторской документации и
автоматизации
конструкторских
работ
различных подразделений предприятия;
• Она содержит достаточный набор функций
для
формирования
чертежей
любой
сложности.
• Разработанные для системы с учетом
последних достижений в области САПР
функции эскизирования позволяют быстро,
удобно
и
качественно
создавать
непараметрические чертежи.
Система P-CAD
• Система P-CAD – предназначена для
проектирования и конструирования
электронных
устройств
различной
степени сложности. В первую очередь
эта система широко используется для
разработки
печатных
плат
непосредственно на компьютере, и
выпуском
конструкторской
документации в соответствии с ЕСКД
Система MATLAB
• Система MATLAB - это операционная
среда и язык программирования.
• MATLAB — система автоматизации
математических расчетов, построенная
на расширенном представлении и
применении матричных операций.
• MATLAB/Simulink
интерактивный
инструмент
для
моделирования,
имитации и анализа динамических
систем.
Архитектура пакетов прикладных
программ
Архитектура ППП включает следующие
основные составляющие:
• монитор пакета (управляющая
программа);
• библиотека программных модулей
(база данных);
• процессор с входного языка;
• сервисные средства пакета.
Монитор пакета
Монитор
пакета
—
специальная
программа, которая по формулировке
задачи на входном языке автоматически
организует вызов модулей в нужной
последовательности, обеспечивает обмен
информацией между ними и управляет
процессом решения задач. Ввод модели
на входном языке можно осуществлять в
произвольном порядке.
Анализатор
Анализатор
обеспечивает
трансляцию
исходного текста задания на входном
языке пакета во внутренний язык ЭВМ.
Другими
словами
осуществляется
расшифровка
конструкций,
сформулированных на входном языке
пакета и извлечение из них информации
для организации работы всех остальных
программ пакета.
Планировщик
Планировщик вычислительного процесса
определяет правильную необходимую
цепочку,
последовательность
обработки модулей для выполнения
соответствующих инструкций.
Загрузчик-исполнитель
Загрузчик-исполнитель
последовательно
загружает
и
выполняет все программные модули по
вычислительной схеме планировщика.